引用本文： 郭珈, 張東芳, 楊國棟, 曲迪, 張靜, 戚超. 后交叉韌帶單束重建術股骨隧道角度與內側副韌帶損傷的相關性分析. 中國修復重建外科雜志, 2022, 36(12): 1492-1499. doi: 10.7507/1002-1892.202208108 復制
后交叉韌帶（posterior cruciate ligament，PCL）是人體膝關節內最大、最強的韌帶，在維持膝關節穩定方面發揮重要作用[1]。對于PCL損傷達Ⅱ級以上患者，通常建議行PCL重建術（PCL reconstruc-tion，PCLR）治療[2-3]。然而，PCLR的最佳手術方式目前尚無共識[4]。
股骨隧道位置是PCLR手術成功與否的關鍵因素，當前研究大多集中于移植物所受應力、膝關節的生物力學以及關節內股骨隧道入口點位置等問題[5-8]，股骨隧道的安全性卻一直被忽視。盡管近年學術界已經開始關注膝關節交叉韌帶重建術中鉆孔骨隧道的安全性問題[9-11]，但PCLR術中創建股骨隧道的安全性問題一直缺乏深入研究。Chia等[12]通過研究股骨隧道開口與周圍動脈的位置關系，以評估PCLR術中鉆取股骨隧道的血管損傷風險。然而，PCLR股骨隧道在股骨內側髁的開口附近還存在著內側副韌帶（medial collateral ligament，MCL）結構。MCL大致分布于股骨內側髁結節周圍，在維持膝關節內側穩定性方面發揮重要作用[13-14]。Tompkins等[15]提出兩種創建PCLR股骨隧道的主流技術，即由外向內（outside-in，OI）技術和由內向外（inside-out，IO）技術，但都存在MCL損傷風險，且這種風險與股骨隧道角度有關，但他們并未深入研究股骨隧道開口和MCL的解剖位置關系以及股骨隧道角度與MCL損傷風險的具體關聯。
因此，本研究擬進行尸體解剖研究，明確PCLR中股骨隧道在股骨內側髁的開口和MCL解剖結構的位置關系，并以股骨隧道角度為變量，通過在標本上模擬創建15種不同角度組合的股骨隧道，來驗證PCLR術中股骨隧道在股骨內側髁的開口是否會造成MCL損傷，進而估計股骨隧道放置的安全角度。
1 資料與方法
1.1 實驗標本
選取13具甲醛浸泡人體膝關節標本（來源于青島大學醫學院解剖教研室），其中男8例，女5例；年齡49～71歲，平均61歲。右膝7側，左膝6側。所有標本均無膝關節畸形、骨折、韌帶損傷或手術改變，無增生物、炎癥或壞死等病變。于每個標本股骨遠端和脛骨近端距關節線20 cm處截肢，保留完整的皮膚、皮下淺筋膜、肌肉和韌帶等軟組織結構。
1.2 股骨內側區解剖
首先在膝關節內側創建一巨大矩形皮瓣，將皮膚全部切除。根據Warren等[16]提出的“膝關節內側三層解剖結構”理論，所暴露出的第一層結構為皮下淺筋膜，在遠端與鵝足肌腱融合。沿股內側肌向下分離淺筋膜，于脛骨結節旁約1.5 cm處的下方找到鵝足肌腱在脛骨的附著處，將其切斷，隨即暴露位于第二層的淺表內側副韌帶（superficial medial collateral ligament，sMCL）。可見sMCL前方主要為一些縱向平行的纖維，這些纖維在股骨端附著于股骨內上髁結節附近，并向下延伸附著于脛骨前內側脊。sMCL后方纖維呈斜行走向，這些斜行纖維被稱為后斜韌帶（posterior oblique ligament，POL）[17]，參與第三層解剖結構——膝關節后內側角的構成。sMCL是人體膝關節內側最大的結構，與其覆蓋的深內側副韌帶（deep medial collateral ligament，dMCL）共同構成MCL[14]。由于dMCL完全被寬大的sMCL覆蓋，因此僅需將sMCL解剖結構清晰展露出來，然后基于sMCL在股骨內側髁上走行和附著的區域，在此區域前緣作一標記線。見圖1。
圖1
股骨內側髁上的標記線
1：sMCL 2：POL 3：內側髕骨韌帶股骨附著區 4：內上髁結節 5：內收肌結節 6：腓腸肌結節
Figure1. Marked line on medial femoral condyle1: sMCL 2: POL 3: Femoral attachment site of the medial patellar ligament 4: Medial epicondyle 5: Adductor tubercle 6: Gastrocnemius tubercle
通過這條標記線，可將sMCL在股骨內側髁上覆蓋區域清晰分割出來，并假設以不同角度創建股骨隧道，其在股骨內側髁上的出口位置可能會分布于標記線的前后兩側。當股骨隧道出口位于圖1中紅色標記線后方時，極可能損傷MCL；反之，當股骨隧道出口位于標記線前方股骨內側髁（圖1中綠色區域）時，此處無MCL的解剖結構，則可避免損傷MCL，并且此處與軟骨邊緣保持10 mm距離，可避免損傷軟骨。由此，可進一步估計股骨隧道放置的安全角度。
1.3 探究不同角度股骨隧道出口與MCL位置的關系
1.3.1 確定PCLR股骨隧道關節內入口點
在每個已做好標記線的膝關節標本上模擬PCL單束重建術中股骨隧道的制備。根據Kim等[18]的研究，與OI技術相比，采用IO技術創建股骨隧道可將導針更精確地放置于PCL股骨足跡處，故本研究選用IO技術進行股骨隧道制備，以排除人為操作對股骨隧道關節內定位的影響。在開始創建股骨隧道之前，需將膝關節固定于120° 屈曲角度[18]。切斷PCL以清晰暴露其股骨附著區，然后利用“髁間窩定位法”確定股骨隧道在關節內的入口點（即右膝1∶00位置和左膝11∶00位置距離關節邊緣后10 mm處）[2，8]，并做好標記，此入口點為各個角度的股骨隧道唯一原點。
1.3.2 創建15種不同角度組合的PCLR股骨隧道
借助PCL股骨隧道定位器（由設置有角度刻度線的弧形桿、弧形滑槽和鉆桿導套三部分組成）創建不同角度的股骨隧道。股骨隧道的放置角度是本研究唯一自變量。
參照既往骨隧道角度相關研究[19-21]，采用兩平面角度組合方式創建各個方向的股骨隧道，并在各平面上選取解剖標志線作為參考來描述相應角度。在軸面上，首先通過觸診方式確定股骨內側髁和股骨外側髁結節最突出處，并放置2個大頭針作為標記；通過其連線確定經上髁軸（transepicondylar axis，TEA）[22]，將與TEA平行的線用作軸面0° 參考角，然后選取0°、15°、30°、45° 和60° 5個角度作為軸面上股骨隧道的鉆孔角度。在冠狀面上，選用與股骨解剖軸平行的線用作冠狀面0° 參考角，然后選取30°、45° 和60° 3個角度作為冠狀面上股骨隧道的鉆孔角度。見圖2。
圖2
軸面和冠狀面上的股骨隧道角度選取
Figure2.
Femoral tunnel angle selection on axial and coronal planes
因此，在每個標本上使用IO技術[18，23]共創建15個角度組合的股骨隧道，以驗證PCLR股骨隧道是否會損傷MCL以及損傷風險與隧道角度的關系。根據既往研究經驗，為避免造成骨空化而影響后續骨隧道的創建[21]，本研究僅采用2 mm克氏針進行股骨隧道鉆孔，不再使用鉆頭擴大隧道孔徑。創建各個角度股骨隧道的具體操作方式如下：① 先將2 mm克氏針導針置于股骨隧道定位器的鉆桿導套中，使導針尖端置于標記的關節內股骨隧道入口點處。② 確定軸面上的角度，根據之前大頭針標記出的TEA，1名手術操作者將股骨定位器的弧形桿放置于軸面0° 參考角處，助手借助角度尺輔助校正角度，2名實驗人員就軸面上的角度達成一致后，保持定位器在軸面上的位置不變，以固定當前軸面角度。③ 確定冠狀面上的角度，先將弧形桿的直臂調整至與股骨長軸平行，使直臂所在位置與冠狀面上的0° 參考角重合，此時弧形桿上的角度刻度即等同于冠狀面上相對于0° 參考角的角度；然后將弧形桿的角度分別調整至30°、45° 和60° 創建股骨隧道，可得到3種角度組合：軸面/冠狀面分別為0°/30°、0°/45° 和0°/60°。④ 重復第 ② 步實驗操作，但是術者改變弧形桿與軸面0°參考角的夾角，分別將弧形桿置于15°、30°、45° 和60° 位置；然后進行第 ③ 步操作來改變冠狀面角度，繼而得到其余12種角度組合：軸面/冠狀面分別15°/30°、15°/45°、15°/60°、30°/30°、30°/45°、30°/60°、45°/30°、45°/45°、45°/60°、60°/30°、60°/45°、60°/60°。最終在1個膝關節標本上總共創建15種角度組合的股骨隧道。圖3展示了0°/60° 和30°/45° 兩種組合股骨隧道創建過程的具體操作。
圖3
0°/60° 和 30°/45° 兩種角度組合股骨隧道創建方法
a. 軸面0°；b. 冠狀面60°；c. 0°/60°（軸面/冠狀面）產生的股骨隧道在股骨內側出口（箭頭）；d. 軸面30°；e. 冠狀面45°；f. 30°/45°（軸面/冠狀面）產生的股骨隧道在股骨內側出口（箭頭）
Figure3. Operation method with two combinations of 0°/60° and 30°/45° of drilling the femoral tunnela. 0° in the axial plane; b. 60° in the coronal plane; c. Outlet (arrow) of the femoral tunnel drilled at 0°/60° (axial/coronal); d. 30° in the axial plane; e. 45° in the coronal plane; f. Outlet (arrow) of the femoral tunnel drilled at 30°/45° (axial/coronal)
1.3.3 明確各角度組合的股骨隧道出口點與標記線的位置關系
基于解剖sMCL后在股骨內側髁上所作的標記線，將15個角度組合的股骨隧道在股骨內側髁出口位置記錄為2種結局，即“安全”和“危險”。若股骨隧道出口點位于紅色標記線前方的股骨內側髁（圖1綠色區域）則視為“安全”（圖3f）；反之，若股骨隧道出口點位于標記線后方則視為“危險”（圖3c）。需要注意的是，一些角度組合創建的股骨隧道，其出口位于膝關節后方，根據目前文獻描述對股骨隧道出口的要求——股骨隧道出口應位于距關節軟骨邊緣至少1 cm的股骨上髁[23]，我們將隧道出口點位于膝關節后方的股骨隧道視為不符合標準的“無效隧道”，不進行后續數據測量。但據觀察，這些位于膝關節后方的隧道出口附近有豐富血管，符合Reddy等[24]關于股骨遠端骨內外供血研究中發現的現象，即股骨內側髁偏后方動脈分支較前方豐富，包括膝上動脈和腘動脈分支，為膝關節內側髁提供骨外血供；另外，他們還提出PCLR中股骨隧道開口與股骨內側髁供血區域接近，可能是PCLR術后發生骨壞死的原因。因此，本研究將這種隧道出口位于膝關節后方的情況也保守地歸于“危險”一類。
最后，使用精確度為0.01 mm的游標卡尺測量除“無效隧道”外其他所有隧道的出口點與標記線的最短距離，并規定“安全”隧道的出口點至標記線最短距離記為“–”，而“危險”隧道的出口點至標記線最短距離記為“+”。
1.4 統計學方法
采用SPSS20.0統計軟件進行分析。對不同角度組合股骨隧道出口情況進行描述，各角度組合“危險”發生率比較采用χ2檢驗。對不同角度組合隧道出口點與標記線最短距離數據進行描述性統計（包括平均值、中位數、標準差、方差、最小值、最大值和范圍）并進行Shapiro-Wilk正態性檢驗，采用Friedman M檢驗比較不同角度組合股骨隧道出口點與標記線最短距離的差異。檢驗水準α=0.05。
2 結果
2.1 不同角度組合股骨隧道的安全性分析
15個角度組合股骨隧道出口情況分析顯示，在PCLR術中創建股骨隧道時，存在損傷MCL風險，發生率為0～100%，當軸面鉆孔角度為0° 和15° 時，MCL損傷發生率高達69.23%～100%。并且股骨隧道放置角度不同，其MCL損傷發生率差異有統計學意義（χ2=148.195，P<0.001）。
本研究共收集到175個股骨隧道出口點與標記線最短距離的有效數據，經正態性檢驗顯示，僅角度組合45°/45°（軸面/冠狀面）的距離分布不符合正態分布。見表1。
表1
15個角度組合股骨隧道出口和標記線的關系
Table1.
Relationship between the femoral tunnel exit and the marked line at 15 angle combinations
2.2 股骨隧道放置的安全角度估計
每組角度組合股骨隧道的出口點與標記線最短距離均為連續性數值變量，且各角度組是相關的（都是在同一標本上進行實驗從而獲取數據），由于其中1組不符合正態分布，因此選擇Friedman M檢驗比較不同角度組合股骨隧道出口點與標記線最短距離的差異。另外，由于角度組合0°/30°和15°/30°（軸面/冠狀面）測得的有效數據過少，故將這兩組數據排除，僅對余下13組數據進行檢驗。
結果表明不同角度組合股骨隧道，其出口點與標記線最短距離差異有統計學意義（M=141.555，P<0.001）。兩兩比較顯示，角度組合45°/45°、45°/60°、60°/30°、60°/45° 和60°/60°（軸面/冠狀面）與0°/45°、0°/60°、15°/45°、15°/60° 和30°/30°（軸面/冠狀面）股骨隧道出口點與標記線最短距離差異有統計學意義（P<0.05）。進一步比較該最短距離的中位數可見前者（均為負值）均小于后者（均為正值），提示前5個角度組合產生的股骨隧道出口較后5個角度組合產生的股骨隧道出口更遠離標記線及其后方的MCL覆蓋區。而剩余3個角度組合 ［30°/45°、30°/60° 和45°/30°（軸面/冠狀面）］ 與后5個角度組合 ［0°/45°、0°/60°、15°/45°、15°/60° 和30°/30°（軸面/冠狀面）］ 兩兩比較差異無統計學意義（P>0.05）。因此，前5個角度組合 ［45°/45°、45°/60°、60°/30°、60°/45° 和60°/60°（軸面/冠狀面）］股骨隧道較其余8個角度組合相對安全。見圖4。
圖4
15種角度組合股骨隧道出口點至標記線最短距離的集中趨勢
Figure4.
The central tendency of the shortest distance from the femoral tunnel exit to the marked line in 15 angle combinations
3 討論
隨著PCL的解剖及生物力學知識更新以及關節鏡下PCLR技術的發展，衍生了許多PCLR相關爭議問題，如重建韌帶束數、隧道放置位置、移植物材料選擇、移植物固定技術以及創建骨隧道技術等，PCLR的最佳手術方式尚無定論[4]。股骨隧道的放置位置直接影響PCLR手術效果[25]，當前關于PCLR股骨隧道位置的研究多集中在移植物所受應力、膝關節的生物力學以及關節內股骨隧道入口點位置選取等問題[5-8]。近年來，膝關節交叉韌帶重建術中鉆孔骨隧道的安全性開始受到一些學者關注，如Chung等[9]和Shea等[10]通過研究前交叉韌帶重建術（anterior cruciate ligament reconstruction，ACLR）的股骨隧道與周圍解剖結構的位置關系，進而估計股骨隧道放置的安全角度，以降低骨隧道出口對周圍韌帶等結構的損傷風險；Alentorn-Geli等[11]通過測量PCLR的脛骨隧道與周圍神經、血管及韌帶等解剖結構的距離，以評價骨隧道安全性。然而，關于PCLR術中鉆孔股骨隧道所涉及的安全性問題仍缺乏深入研究。Chia等[12]通過測量尸體標本的PCLR股骨隧道開口與股動脈的距離，評估術中鉆取骨隧道損傷血管風險，結果表明股骨隧道開口與股動脈邊緣距離較大（約51.1 mm），PCLR股骨隧道對于血管損傷風險較小。然而，除股動脈外，PCLR股骨隧道在股骨內側髁的開口附近，還存在著分布于股骨內側髁結節周圍的MCL結構。Tompkins等[15]在比較PCLR中股骨隧道創建的兩種主流技術（OI技術和IO技術）的研究中提出，兩種技術所創建的股骨隧道都可能導致MCL損傷，損傷風險與股骨隧道的鉆孔角度有關；并且與OI技術對比，IO技術制備的更加垂直和靠前的股骨隧道或許會降低MCL損傷風險。
本研究結果與Tompkins等[15]提出的觀點一致，即在PCLR手術中創建的股骨隧道會造成MCL醫源性損傷，并基于PCLR股骨隧道開口和MCL的解剖位置關系，驗證了股骨隧道鉆孔角度是MCL醫源性損傷的危險因素，進一步估計PCLR股骨隧道的安全鉆孔角度。我們通過在每個膝關節標本上，以15種角度組合模擬PCL單束重建術中IO技術創建股骨隧道，并比較各角度組合隧道出口損傷MCL的發生率，結果顯示其差異有統計學意義（χ2=148.195，P<0.001），說明MCL損傷的發生受股骨隧道放置角度的影響。基于此結論，我們還發現，改變股骨隧道的放置角度可降低MCL損傷風險，尤其是以45°/45°、45°/60°、60°/30°、60°/45° 和60°/60°（軸面/冠狀面）這5種角度組合創建股骨隧道，隧道開口點與標記線的最短距離組間比較差異有統計學意義（P<0.05），意味著采用以上5種角度進行股骨隧道創建，有利于PCLR術中保護MCL。
對比既往關于股骨隧道放置方向的研究，Yi等[19]建議以軸面15°、冠狀面0° 進行股骨隧道創建，可以得到最佳骨隧道長度和移植物/隧道角度。由于本研究采用的軸面以及軸面上的0°參考角與Yi等研究一致，故在軸面角度方面與Yi等的研究結論具有可比性。結果顯示，以軸面15° 方向創建股骨隧道時，其MCL損傷發生率高達69.23%～100%；另外，通過組間兩兩比較，以軸面15° 角度組合 ［15°/45°和15°/60°（軸面/冠狀面）］ 創建的股骨隧道，其出口點與標記線最短距離與45°/45°、45°/60°、60°/30°、60°/45° 和60°/60°（軸面/冠狀面）相比，更容易落在標記線后方，即MCL分布區域。說明盡管Yi等的研究結論保證了適宜的股骨隧道長度和移植物/隧道角度，但是以軸面15° 創建股骨隧道會增加MCL醫源性損傷風險。
由于PCL損傷發生率較低，因此相比于ACLR，PCLR相關研究較為匱乏[3]。盡管PCLR手術技術各不相同，隧道位置無疑是影響手術效果的關鍵因素[25]。根據當前對PCLR股骨隧道位置的相關研究得知，股骨隧道不同位置重建效果受到許多因素影響，如隧道長度、膝關節固定角度、移植物角度、隧道創建技術（IO和OI技術）和隧道在關節內的入口點位置等[5-8，18-19，25-27]。而有關PCLR股骨隧道安全性的研究仍然較少。盡管Tompkins等[15]提出PCLR中不同方向的股骨隧道可能會損傷MCL，但并未展開深入研究。Chung等[9]對ACLR的股骨隧道開口與周圍結構的解剖關系進行研究，并估計適當的ACLR股骨隧道角度可減少股骨外側解剖結構損傷。我們受Chung等[9]研究啟發，首先展開PCLR股骨隧道在股內側髁開口與MCL解剖結構關系的研究，但與Chung等不同的是，本研究不是通過醫學影像上的骨性標志估計韌帶結構分布情況，而是通過解剖尸體膝關節標本來直觀顯示MCL在股骨內側的附著和走行情況。另外，我們通過繪制標記線將股骨內側髁劃分為無MCL分布的相對安全區和MCL分布區，該標記線不僅可用作PCLR創建股骨隧道時保護MCL的參考線，還可以指導外科醫生進行膝關節內側相關手術。
目前對PCLR中股骨隧道制備技術的研究顯示，股骨隧道開口應從距關節軟骨邊緣至少1 cm的股骨內上髁開始，大約在滑車和上髁之間的中點處[23]。而本研究通過在膝關節標本上創建不同角度組合的股骨隧道，發現PCLR術中股骨隧道出口可能會損傷MCL結構。因此，單純要求PCLR的股骨隧道開口位于股骨內上髁的滑車和上髁中點，并不能保證MCL不會被股骨隧道開口損傷。根據本研究結果，我們推薦以45°/45°、45°/60°、60°/30°、60°/45° 和60°/60°（軸面/冠狀面）角度組合創建股骨隧道，使隧道開口盡可能位于MCL分布區域前方，從而降低MCL損傷風險。
但本研究存在一定局限性。實驗過程中盡管股骨隧道的創建由2名手術醫生配合完成，在創建隧道時反復進行角度校正，仍不能排除視覺觀察帶來的誤差；另外，由于在單個膝關節標本上創建的隧道數量有限，我們只能選擇不連續的角度組合值進行骨隧道創建，因此受自變量數量限制，本研究所估計的5組安全角度組合可能不夠全面。
利益沖突 在課題研究和文章撰寫過程中不存在利益沖突
倫理聲明 研究方案經青島大學附屬醫院醫學倫理委員會批準（QYFYWZLL27264）
作者貢獻聲明 郭珈、張東芳、戚超：研究設計、實施和數據采集；郭珈、楊國棟、曲迪、張靜：數據整理與分析；戚超：對文章的知識性內容作批評性審閱
后交叉韌帶（posterior cruciate ligament，PCL）是人體膝關節內最大、最強的韌帶，在維持膝關節穩定方面發揮重要作用[1]。對于PCL損傷達Ⅱ級以上患者，通常建議行PCL重建術（PCL reconstruc-tion，PCLR）治療[2-3]。然而，PCLR的最佳手術方式目前尚無共識[4]。
股骨隧道位置是PCLR手術成功與否的關鍵因素，當前研究大多集中于移植物所受應力、膝關節的生物力學以及關節內股骨隧道入口點位置等問題[5-8]，股骨隧道的安全性卻一直被忽視。盡管近年學術界已經開始關注膝關節交叉韌帶重建術中鉆孔骨隧道的安全性問題[9-11]，但PCLR術中創建股骨隧道的安全性問題一直缺乏深入研究。Chia等[12]通過研究股骨隧道開口與周圍動脈的位置關系，以評估PCLR術中鉆取股骨隧道的血管損傷風險。然而，PCLR股骨隧道在股骨內側髁的開口附近還存在著內側副韌帶（medial collateral ligament，MCL）結構。MCL大致分布于股骨內側髁結節周圍，在維持膝關節內側穩定性方面發揮重要作用[13-14]。Tompkins等[15]提出兩種創建PCLR股骨隧道的主流技術，即由外向內（outside-in，OI）技術和由內向外（inside-out，IO）技術，但都存在MCL損傷風險，且這種風險與股骨隧道角度有關，但他們并未深入研究股骨隧道開口和MCL的解剖位置關系以及股骨隧道角度與MCL損傷風險的具體關聯。
因此，本研究擬進行尸體解剖研究，明確PCLR中股骨隧道在股骨內側髁的開口和MCL解剖結構的位置關系，并以股骨隧道角度為變量，通過在標本上模擬創建15種不同角度組合的股骨隧道，來驗證PCLR術中股骨隧道在股骨內側髁的開口是否會造成MCL損傷，進而估計股骨隧道放置的安全角度。
1 資料與方法
1.1 實驗標本
選取13具甲醛浸泡人體膝關節標本（來源于青島大學醫學院解剖教研室），其中男8例，女5例；年齡49～71歲，平均61歲。右膝7側，左膝6側。所有標本均無膝關節畸形、骨折、韌帶損傷或手術改變，無增生物、炎癥或壞死等病變。于每個標本股骨遠端和脛骨近端距關節線20 cm處截肢，保留完整的皮膚、皮下淺筋膜、肌肉和韌帶等軟組織結構。
1.2 股骨內側區解剖
首先在膝關節內側創建一巨大矩形皮瓣，將皮膚全部切除。根據Warren等[16]提出的“膝關節內側三層解剖結構”理論，所暴露出的第一層結構為皮下淺筋膜，在遠端與鵝足肌腱融合。沿股內側肌向下分離淺筋膜，于脛骨結節旁約1.5 cm處的下方找到鵝足肌腱在脛骨的附著處，將其切斷，隨即暴露位于第二層的淺表內側副韌帶（superficial medial collateral ligament，sMCL）。可見sMCL前方主要為一些縱向平行的纖維，這些纖維在股骨端附著于股骨內上髁結節附近，并向下延伸附著于脛骨前內側脊。sMCL后方纖維呈斜行走向，這些斜行纖維被稱為后斜韌帶（posterior oblique ligament，POL）[17]，參與第三層解剖結構——膝關節后內側角的構成。sMCL是人體膝關節內側最大的結構，與其覆蓋的深內側副韌帶（deep medial collateral ligament，dMCL）共同構成MCL[14]。由于dMCL完全被寬大的sMCL覆蓋，因此僅需將sMCL解剖結構清晰展露出來，然后基于sMCL在股骨內側髁上走行和附著的區域，在此區域前緣作一標記線。見圖1。
圖1
股骨內側髁上的標記線
1：sMCL 2：POL 3：內側髕骨韌帶股骨附著區 4：內上髁結節 5：內收肌結節 6：腓腸肌結節
Figure1. Marked line on medial femoral condyle1: sMCL 2: POL 3: Femoral attachment site of the medial patellar ligament 4: Medial epicondyle 5: Adductor tubercle 6: Gastrocnemius tubercle
通過這條標記線，可將sMCL在股骨內側髁上覆蓋區域清晰分割出來，并假設以不同角度創建股骨隧道，其在股骨內側髁上的出口位置可能會分布于標記線的前后兩側。當股骨隧道出口位于圖1中紅色標記線后方時，極可能損傷MCL；反之，當股骨隧道出口位于標記線前方股骨內側髁（圖1中綠色區域）時，此處無MCL的解剖結構，則可避免損傷MCL，并且此處與軟骨邊緣保持10 mm距離，可避免損傷軟骨。由此，可進一步估計股骨隧道放置的安全角度。
1.3 探究不同角度股骨隧道出口與MCL位置的關系
1.3.1 確定PCLR股骨隧道關節內入口點
在每個已做好標記線的膝關節標本上模擬PCL單束重建術中股骨隧道的制備。根據Kim等[18]的研究，與OI技術相比，采用IO技術創建股骨隧道可將導針更精確地放置于PCL股骨足跡處，故本研究選用IO技術進行股骨隧道制備，以排除人為操作對股骨隧道關節內定位的影響。在開始創建股骨隧道之前，需將膝關節固定于120° 屈曲角度[18]。切斷PCL以清晰暴露其股骨附著區，然后利用“髁間窩定位法”確定股骨隧道在關節內的入口點（即右膝1∶00位置和左膝11∶00位置距離關節邊緣后10 mm處）[2，8]，并做好標記，此入口點為各個角度的股骨隧道唯一原點。
1.3.2 創建15種不同角度組合的PCLR股骨隧道
借助PCL股骨隧道定位器（由設置有角度刻度線的弧形桿、弧形滑槽和鉆桿導套三部分組成）創建不同角度的股骨隧道。股骨隧道的放置角度是本研究唯一自變量。
參照既往骨隧道角度相關研究[19-21]，采用兩平面角度組合方式創建各個方向的股骨隧道，并在各平面上選取解剖標志線作為參考來描述相應角度。在軸面上，首先通過觸診方式確定股骨內側髁和股骨外側髁結節最突出處，并放置2個大頭針作為標記；通過其連線確定經上髁軸（transepicondylar axis，TEA）[22]，將與TEA平行的線用作軸面0° 參考角，然后選取0°、15°、30°、45° 和60° 5個角度作為軸面上股骨隧道的鉆孔角度。在冠狀面上，選用與股骨解剖軸平行的線用作冠狀面0° 參考角，然后選取30°、45° 和60° 3個角度作為冠狀面上股骨隧道的鉆孔角度。見圖2。
圖2
軸面和冠狀面上的股骨隧道角度選取
Figure2.
Femoral tunnel angle selection on axial and coronal planes
因此，在每個標本上使用IO技術[18，23]共創建15個角度組合的股骨隧道，以驗證PCLR股骨隧道是否會損傷MCL以及損傷風險與隧道角度的關系。根據既往研究經驗，為避免造成骨空化而影響后續骨隧道的創建[21]，本研究僅采用2 mm克氏針進行股骨隧道鉆孔，不再使用鉆頭擴大隧道孔徑。創建各個角度股骨隧道的具體操作方式如下：① 先將2 mm克氏針導針置于股骨隧道定位器的鉆桿導套中，使導針尖端置于標記的關節內股骨隧道入口點處。② 確定軸面上的角度，根據之前大頭針標記出的TEA，1名手術操作者將股骨定位器的弧形桿放置于軸面0° 參考角處，助手借助角度尺輔助校正角度，2名實驗人員就軸面上的角度達成一致后，保持定位器在軸面上的位置不變，以固定當前軸面角度。③ 確定冠狀面上的角度，先將弧形桿的直臂調整至與股骨長軸平行，使直臂所在位置與冠狀面上的0° 參考角重合，此時弧形桿上的角度刻度即等同于冠狀面上相對于0° 參考角的角度；然后將弧形桿的角度分別調整至30°、45° 和60° 創建股骨隧道，可得到3種角度組合：軸面/冠狀面分別為0°/30°、0°/45° 和0°/60°。④ 重復第 ② 步實驗操作，但是術者改變弧形桿與軸面0°參考角的夾角，分別將弧形桿置于15°、30°、45° 和60° 位置；然后進行第 ③ 步操作來改變冠狀面角度，繼而得到其余12種角度組合：軸面/冠狀面分別15°/30°、15°/45°、15°/60°、30°/30°、30°/45°、30°/60°、45°/30°、45°/45°、45°/60°、60°/30°、60°/45°、60°/60°。最終在1個膝關節標本上總共創建15種角度組合的股骨隧道。圖3展示了0°/60° 和30°/45° 兩種組合股骨隧道創建過程的具體操作。
圖3
0°/60° 和 30°/45° 兩種角度組合股骨隧道創建方法
a. 軸面0°；b. 冠狀面60°；c. 0°/60°（軸面/冠狀面）產生的股骨隧道在股骨內側出口（箭頭）；d. 軸面30°；e. 冠狀面45°；f. 30°/45°（軸面/冠狀面）產生的股骨隧道在股骨內側出口（箭頭）
Figure3. Operation method with two combinations of 0°/60° and 30°/45° of drilling the femoral tunnela. 0° in the axial plane; b. 60° in the coronal plane; c. Outlet (arrow) of the femoral tunnel drilled at 0°/60° (axial/coronal); d. 30° in the axial plane; e. 45° in the coronal plane; f. Outlet (arrow) of the femoral tunnel drilled at 30°/45° (axial/coronal)
1.3.3 明確各角度組合的股骨隧道出口點與標記線的位置關系
基于解剖sMCL后在股骨內側髁上所作的標記線，將15個角度組合的股骨隧道在股骨內側髁出口位置記錄為2種結局，即“安全”和“危險”。若股骨隧道出口點位于紅色標記線前方的股骨內側髁（圖1綠色區域）則視為“安全”（圖3f）；反之，若股骨隧道出口點位于標記線后方則視為“危險”（圖3c）。需要注意的是，一些角度組合創建的股骨隧道，其出口位于膝關節后方，根據目前文獻描述對股骨隧道出口的要求——股骨隧道出口應位于距關節軟骨邊緣至少1 cm的股骨上髁[23]，我們將隧道出口點位于膝關節后方的股骨隧道視為不符合標準的“無效隧道”，不進行后續數據測量。但據觀察，這些位于膝關節后方的隧道出口附近有豐富血管，符合Reddy等[24]關于股骨遠端骨內外供血研究中發現的現象，即股骨內側髁偏后方動脈分支較前方豐富，包括膝上動脈和腘動脈分支，為膝關節內側髁提供骨外血供；另外，他們還提出PCLR中股骨隧道開口與股骨內側髁供血區域接近，可能是PCLR術后發生骨壞死的原因。因此，本研究將這種隧道出口位于膝關節后方的情況也保守地歸于“危險”一類。
最后，使用精確度為0.01 mm的游標卡尺測量除“無效隧道”外其他所有隧道的出口點與標記線的最短距離，并規定“安全”隧道的出口點至標記線最短距離記為“–”，而“危險”隧道的出口點至標記線最短距離記為“+”。
1.4 統計學方法
采用SPSS20.0統計軟件進行分析。對不同角度組合股骨隧道出口情況進行描述，各角度組合“危險”發生率比較采用χ2檢驗。對不同角度組合隧道出口點與標記線最短距離數據進行描述性統計（包括平均值、中位數、標準差、方差、最小值、最大值和范圍）并進行Shapiro-Wilk正態性檢驗，采用Friedman M檢驗比較不同角度組合股骨隧道出口點與標記線最短距離的差異。檢驗水準α=0.05。
2 結果
2.1 不同角度組合股骨隧道的安全性分析
15個角度組合股骨隧道出口情況分析顯示，在PCLR術中創建股骨隧道時，存在損傷MCL風險，發生率為0～100%，當軸面鉆孔角度為0° 和15° 時，MCL損傷發生率高達69.23%～100%。并且股骨隧道放置角度不同，其MCL損傷發生率差異有統計學意義（χ2=148.195，P<0.001）。
本研究共收集到175個股骨隧道出口點與標記線最短距離的有效數據，經正態性檢驗顯示，僅角度組合45°/45°（軸面/冠狀面）的距離分布不符合正態分布。見表1。
表1
15個角度組合股骨隧道出口和標記線的關系
Table1.
Relationship between the femoral tunnel exit and the marked line at 15 angle combinations
2.2 股骨隧道放置的安全角度估計
每組角度組合股骨隧道的出口點與標記線最短距離均為連續性數值變量，且各角度組是相關的（都是在同一標本上進行實驗從而獲取數據），由于其中1組不符合正態分布，因此選擇Friedman M檢驗比較不同角度組合股骨隧道出口點與標記線最短距離的差異。另外，由于角度組合0°/30°和15°/30°（軸面/冠狀面）測得的有效數據過少，故將這兩組數據排除，僅對余下13組數據進行檢驗。
結果表明不同角度組合股骨隧道，其出口點與標記線最短距離差異有統計學意義（M=141.555，P<0.001）。兩兩比較顯示，角度組合45°/45°、45°/60°、60°/30°、60°/45° 和60°/60°（軸面/冠狀面）與0°/45°、0°/60°、15°/45°、15°/60° 和30°/30°（軸面/冠狀面）股骨隧道出口點與標記線最短距離差異有統計學意義（P<0.05）。進一步比較該最短距離的中位數可見前者（均為負值）均小于后者（均為正值），提示前5個角度組合產生的股骨隧道出口較后5個角度組合產生的股骨隧道出口更遠離標記線及其后方的MCL覆蓋區。而剩余3個角度組合 ［30°/45°、30°/60° 和45°/30°（軸面/冠狀面）］ 與后5個角度組合 ［0°/45°、0°/60°、15°/45°、15°/60° 和30°/30°（軸面/冠狀面）］ 兩兩比較差異無統計學意義（P>0.05）。因此，前5個角度組合 ［45°/45°、45°/60°、60°/30°、60°/45° 和60°/60°（軸面/冠狀面）］股骨隧道較其余8個角度組合相對安全。見圖4。
圖4
15種角度組合股骨隧道出口點至標記線最短距離的集中趨勢
Figure4.
The central tendency of the shortest distance from the femoral tunnel exit to the marked line in 15 angle combinations
3 討論
隨著PCL的解剖及生物力學知識更新以及關節鏡下PCLR技術的發展，衍生了許多PCLR相關爭議問題，如重建韌帶束數、隧道放置位置、移植物材料選擇、移植物固定技術以及創建骨隧道技術等，PCLR的最佳手術方式尚無定論[4]。股骨隧道的放置位置直接影響PCLR手術效果[25]，當前關于PCLR股骨隧道位置的研究多集中在移植物所受應力、膝關節的生物力學以及關節內股骨隧道入口點位置選取等問題[5-8]。近年來，膝關節交叉韌帶重建術中鉆孔骨隧道的安全性開始受到一些學者關注，如Chung等[9]和Shea等[10]通過研究前交叉韌帶重建術（anterior cruciate ligament reconstruction，ACLR）的股骨隧道與周圍解剖結構的位置關系，進而估計股骨隧道放置的安全角度，以降低骨隧道出口對周圍韌帶等結構的損傷風險；Alentorn-Geli等[11]通過測量PCLR的脛骨隧道與周圍神經、血管及韌帶等解剖結構的距離，以評價骨隧道安全性。然而，關于PCLR術中鉆孔股骨隧道所涉及的安全性問題仍缺乏深入研究。Chia等[12]通過測量尸體標本的PCLR股骨隧道開口與股動脈的距離，評估術中鉆取骨隧道損傷血管風險，結果表明股骨隧道開口與股動脈邊緣距離較大（約51.1 mm），PCLR股骨隧道對于血管損傷風險較小。然而，除股動脈外，PCLR股骨隧道在股骨內側髁的開口附近，還存在著分布于股骨內側髁結節周圍的MCL結構。Tompkins等[15]在比較PCLR中股骨隧道創建的兩種主流技術（OI技術和IO技術）的研究中提出，兩種技術所創建的股骨隧道都可能導致MCL損傷，損傷風險與股骨隧道的鉆孔角度有關；并且與OI技術對比，IO技術制備的更加垂直和靠前的股骨隧道或許會降低MCL損傷風險。
本研究結果與Tompkins等[15]提出的觀點一致，即在PCLR手術中創建的股骨隧道會造成MCL醫源性損傷，并基于PCLR股骨隧道開口和MCL的解剖位置關系，驗證了股骨隧道鉆孔角度是MCL醫源性損傷的危險因素，進一步估計PCLR股骨隧道的安全鉆孔角度。我們通過在每個膝關節標本上，以15種角度組合模擬PCL單束重建術中IO技術創建股骨隧道，并比較各角度組合隧道出口損傷MCL的發生率，結果顯示其差異有統計學意義（χ2=148.195，P<0.001），說明MCL損傷的發生受股骨隧道放置角度的影響。基于此結論，我們還發現，改變股骨隧道的放置角度可降低MCL損傷風險，尤其是以45°/45°、45°/60°、60°/30°、60°/45° 和60°/60°（軸面/冠狀面）這5種角度組合創建股骨隧道，隧道開口點與標記線的最短距離組間比較差異有統計學意義（P<0.05），意味著采用以上5種角度進行股骨隧道創建，有利于PCLR術中保護MCL。
對比既往關于股骨隧道放置方向的研究，Yi等[19]建議以軸面15°、冠狀面0° 進行股骨隧道創建，可以得到最佳骨隧道長度和移植物/隧道角度。由于本研究采用的軸面以及軸面上的0°參考角與Yi等研究一致，故在軸面角度方面與Yi等的研究結論具有可比性。結果顯示，以軸面15° 方向創建股骨隧道時，其MCL損傷發生率高達69.23%～100%；另外，通過組間兩兩比較，以軸面15° 角度組合 ［15°/45°和15°/60°（軸面/冠狀面）］ 創建的股骨隧道，其出口點與標記線最短距離與45°/45°、45°/60°、60°/30°、60°/45° 和60°/60°（軸面/冠狀面）相比，更容易落在標記線后方，即MCL分布區域。說明盡管Yi等的研究結論保證了適宜的股骨隧道長度和移植物/隧道角度，但是以軸面15° 創建股骨隧道會增加MCL醫源性損傷風險。
由于PCL損傷發生率較低，因此相比于ACLR，PCLR相關研究較為匱乏[3]。盡管PCLR手術技術各不相同，隧道位置無疑是影響手術效果的關鍵因素[25]。根據當前對PCLR股骨隧道位置的相關研究得知，股骨隧道不同位置重建效果受到許多因素影響，如隧道長度、膝關節固定角度、移植物角度、隧道創建技術（IO和OI技術）和隧道在關節內的入口點位置等[5-8，18-19，25-27]。而有關PCLR股骨隧道安全性的研究仍然較少。盡管Tompkins等[15]提出PCLR中不同方向的股骨隧道可能會損傷MCL，但并未展開深入研究。Chung等[9]對ACLR的股骨隧道開口與周圍結構的解剖關系進行研究，并估計適當的ACLR股骨隧道角度可減少股骨外側解剖結構損傷。我們受Chung等[9]研究啟發，首先展開PCLR股骨隧道在股內側髁開口與MCL解剖結構關系的研究，但與Chung等不同的是，本研究不是通過醫學影像上的骨性標志估計韌帶結構分布情況，而是通過解剖尸體膝關節標本來直觀顯示MCL在股骨內側的附著和走行情況。另外，我們通過繪制標記線將股骨內側髁劃分為無MCL分布的相對安全區和MCL分布區，該標記線不僅可用作PCLR創建股骨隧道時保護MCL的參考線，還可以指導外科醫生進行膝關節內側相關手術。
目前對PCLR中股骨隧道制備技術的研究顯示，股骨隧道開口應從距關節軟骨邊緣至少1 cm的股骨內上髁開始，大約在滑車和上髁之間的中點處[23]。而本研究通過在膝關節標本上創建不同角度組合的股骨隧道，發現PCLR術中股骨隧道出口可能會損傷MCL結構。因此，單純要求PCLR的股骨隧道開口位于股骨內上髁的滑車和上髁中點，并不能保證MCL不會被股骨隧道開口損傷。根據本研究結果，我們推薦以45°/45°、45°/60°、60°/30°、60°/45° 和60°/60°（軸面/冠狀面）角度組合創建股骨隧道，使隧道開口盡可能位于MCL分布區域前方，從而降低MCL損傷風險。
但本研究存在一定局限性。實驗過程中盡管股骨隧道的創建由2名手術醫生配合完成，在創建隧道時反復進行角度校正，仍不能排除視覺觀察帶來的誤差；另外，由于在單個膝關節標本上創建的隧道數量有限，我們只能選擇不連續的角度組合值進行骨隧道創建，因此受自變量數量限制，本研究所估計的5組安全角度組合可能不夠全面。
利益沖突 在課題研究和文章撰寫過程中不存在利益沖突
倫理聲明 研究方案經青島大學附屬醫院醫學倫理委員會批準（QYFYWZLL27264）
作者貢獻聲明 郭珈、張東芳、戚超：研究設計、實施和數據采集；郭珈、楊國棟、曲迪、張靜：數據整理與分析；戚超：對文章的知識性內容作批評性審閱
